(3.234.221.162) 您好!臺灣時間:2021/04/14 03:05
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果

詳目顯示:::

我願授權國圖
: 
twitterline
研究生:莊鈺堅
研究生(外文):Yu-Jian Jhuang
論文名稱:以解析的參數萃取方法建立指叉狀閘極射頻金氧半場效電晶體模型研究
指導教授:桂平宇李志遠李志遠引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國防大學中正理工學院
系所名稱:電子工程研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2006
畢業學年度:94
語文別:中文
論文頁數:91
中文關鍵詞:金氧半場效電晶體非線性擬合通用型冷量測模型BSIM3v3轉換電容基體耦合電阻萃取模型參數
外文關鍵詞:CMOS devicessilicon-based RFIC’sdesignissuekink
相關次數:
  • 被引用被引用:1
  • 點閱點閱:182
  • 評分評分:系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔
  • 下載下載:0
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
本論文之目的為因應電路設計與模擬之需求,開發以解析的參數萃取技術建立指叉狀金氧半場效電晶體模型。研究所需測試鍵則委託CIC下線TSMC 0.35 m 2P4M製程製作,具有重摻雜p型護環的多指閘極結構電晶體。透過兩階段的模型參數萃取:外部寄生的冷量測模型參數萃取技術,將零偏壓的冷量測模型作適當修正,並利用非線性擬合方式分離萃取;在本質模型模型則以BSIM3v3為基礎,再加入基體耦合電阻及S21≠S12不可逆的轉換電容Cm,透過解析的參數萃取模型參數。模擬驗證在10 GHz射頻頻段,可準確建立通用型射頻金氧半場效電晶體模型。
應用精確模型參數萃取技術,分析測試鍵通道長度、通道寬度、指叉狀閘極數、元件面積以及抑制交越雜訊之護環結構。當元件採用更短通道的製程、適當的通道寬度與指狀閘極數關係,可產生最佳化的閘極電阻與基底耦合電阻佈局,或是可增加基底耦合阻抗的p+護環結構,都是有效提升射頻電晶體效能的可行方向。
電晶體元件量測在汲極端產生高頻的糾結現象,吾人利用單埠輸出電路模型的關係,糾結現象主要受到模型參數Rsub、gm、gds及Rs的影響,而產生低頻阻抗圓與高頻導納圓的曲線糾結。利用模型萃取掌握糾結現象產生的機制及有效的抑制的策略,在金氧半場效電晶體的設計上,減少通道長度、適當的通道寬度與指狀閘極數關係,或者設計最佳化的護環結構以提升基底耦合阻抗,除了提昇電晶體的效能外也可抑制高頻糾結現象。
Through continuous scale reduction and improvement in high-frequency performance of the CMOS devices, silicon-based RFIC’s have been emerged as an attractive solution to satisfy the rapidly growing demand of the system-on-chip (SOC) applications. The SOC, based on silicon technology, will accommodate more and more functions with lower cost. The capabilities of the design tools to accurately predict the circuit performance of the RF products through simulation is indispensable. Therefore, an active design tool with accurate models becomes a critical issue for the production designs.
It is well known that the CMOS circuits are fabricated on a resistive silicon substrate; modeling techniques that describe RF MOSFET models including substrate resistances have been reported. However, the existing equivalent circuit models do not have the series inductance which involves the residual self inductance due to an incomplete de-embedding processes. In this thesis, we proposed a profitable parameter extraction method which consists of direct extraction and curve fitting techniques. It is shown that the new method exhibits a great capability for RF MOSFET modeling.
In this thesis, we applied this model to study difference of channel length, channel width, area, guard-ring and their impact on performance of the CMOS devices. In addition, we also modeled parameters that control the kink phenomenon.
目 錄

誌謝
摘要
ABSTRACT
目錄
表目錄
圖目錄
1. 緒論
1.1 前言
1.2 研究動機與文獻回顧
1.3 研究目的
1.4 論文架構
2. 理論
2.1 金氧半場效電晶體簡介
2.1.1 金氧半場效電晶體分類
2.1.2 金氧半場效電晶體的操作原理
2.2 金氧半場效電晶體模型
2.2.1 模型簡介
2.2.2 模型基本理論
2.2.3 高頻模型
2.2.4 高頻糾結現象(Kink Phenomenon)
3. 實驗規劃
3.1 電晶體測試鍵設計
3.1.1 電晶體測試鍵佈局設計
3.2 量測程序
3.2.1 設備規格
3.2.2 系統校準
3.3 模型參數萃取
3.3.1 剔冗技術
3.3.2 參數萃取
4. 結果與討論
4.1 萃取結果
4.2 電晶體模型參數與外加偏壓分析
4.2.1 電容Cgs、Cgd與偏壓的關係
4.2.2 電容Csd與偏壓的關係
4.2.3 電容Cm與偏壓的關係
4.2.4 電導gm、gds與偏壓的關係
4.2.5 基底電容Cjd及電阻Rsub與偏壓關係
4.3 佈局結構與電晶體模型參數關係
4.4 糾結現象
4.4.1 糾結現象模型探討
5. 結論
參考文獻
自傳
參考文獻

[1] 王英裕,“通訊晶片製程技術發展與市場前景” ,新通訊元件雜誌,2003年8 月(http://203.66.123.22/nc/magazine/magazine_article.asp?Id=182)。
[2] 林韋志,“全球手機銷售狀況” ,工研院IEK-ITIS產業觀察,2005年5月(http://www.itri.org.tw/chi/components/jsp/showieknews.jsp?file=templatedataservicesieknewsdata€5€5050611454148412_utf8.dcr)。
[3] 何瑞光,“無線科技島的推手-無線通訊” ,科學發展專題報導,第371期,第20-28頁,2003年11月。
[4] 林鴻志,“奈米金氧半場效電晶體元件技術發展驅勢(I)” ,奈米通訊,第七卷,第一期,第1-13頁,2000年2月。
[5] 林盈熙,“高頻混合訊號積體電路的應用及設計趨勢” ,台灣半導體產業協會簡訊專文,2005年4月(http://www.tsia.org.tw/service/msg.asp)。
[6] Lovelace, D., Costa, J., and Camilleri, N., “Extracting Small-Signal Model Parameters of Silicon MOSFET Transistors,” IEEE MTT-S Technique Digest, Vol. 2, pp. 865-868, May 1994.
[7] Kwon, I., Je, M., Lee, K., and Shin, H., “A Simple and Analytical Parameter Extraction Method of a Microwave MOSFET,” IEEE Trans. Microwave Theory and Techniques, Vol. 50, pp. 1503-1509, June 2002.
[8] Tong, A. F., Yeo, K. S., Jia, L., Geng, C. Q., Ma, J. G., and Do, M. A., “Simple and Accurate Extraction Methodology for RF MOSFET Valid to 20 GHz,” in Proc. IEEE Circuits Devices System, Vol. 151, No. 6, pp. 587-592, Dec. 2004.
[9] Kim, C. S., Yu, H. K., Cho, H., Lee, S., and Nam, K. S., “CMOS Layout and Bias Optimization for RFIC Design Applications,” IEEE MTT-S Digest, Vol. 24, No. 7, pp. 945-948, July 1997.
[10] Huang, C. H., Lai, C. H., Hsieh, J. C., Liu, J., and Chin, A., “RF Noise in 0.18-m and 0.13-m MOSFETs,” IEEE Microwave and Wireless Components Letters, Vol. 2, No. 12, pp. 464-466, December 2002.
[11] 李志遠,“矽製射頻積體電路效能提昇之研究” ,博士論文,國防大學中正理工學院國防科學研究所,桃園,第26-28頁,2003。
[12] Chen, T. S., Lee, C. Y., and Kao, C. H., “An Efficient Noise Isolation Technique for SOC Application,” IEEE Trans. Electron Devices, Vol. 51, No. 2, pp. 255-260, February 2004.
[13] Reydezel, T. T., Roberto, M. A., Emmanuel, A., and Stefaan, D., “Impact of Technology Scaling on the Input and Output Features of RF-MOSFETs: Effects and Modeling,” in Proc. IEEE Circuits Devices System, Vol. 151, No. 6, pp. 295-298, March 2003.
[14] Ytterdal, T., Cheng, Y., and Fjeldly, T. A., Device Modeling for Analog and RF CMOS Circuit Design, John Wiley & Sons, New York, 2003.
[15] Cheng, Y., Chen, C. H., Enz, C., Matloubian, M., and Deen, M. J., “MOSFET Modeling for RFIC Design,” IEEE Trans. Electron Devices, Vol. 52, No. 7, pp. 1286-1303, July 2005.
[16] Lin, Y. S., “An Analysis of Small-Signal Source-Body Resistance Effect on RF MOSFETs for Low-Cost System-on-Chip (SoC) Applications,” IEEE Trans. on Electron Devices, Vol. 52, NO. 7, pp. 1442-1451, July 2005.
[17] Lu, S. S., Meng, C., Chen, T. W., and Chen, H. C., “The Origin of the Kink Phenomenon of Transistor Scattering Parameter S22,” IEEE Trans. Microwave Theory and Techniques, Vol. 49, No. 2, pp. 333-340, February 2001.
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top
系統版面圖檔 系統版面圖檔